Ako zostaviť lopatky na mieru pre veterný generátor: príklady vlastných lopatiek pre veternú turbínu

Používanie alternatívnych zdrojov energie je jedným z hlavných trendov našej doby. Čistá a cenovo dostupná veterná energia sa dá premeniť na elektrinu aj vo vašej domácnosti, ak postavíte veterný mlyn a pripojíte ju k generátoru.

Čepele pre veterný generátor môžete zostaviť vlastnými rukami z bežných materiálov bez použitia špeciálneho vybavenia. Povieme vám, ktorý tvar čepelí je efektívnejší a pomôžeme vám zvoliť ten správny výkres pre veternú farmu.

Ako funguje jednoduchý veterný generátor?

Veterný generátor je zariadenie, ktoré vám umožňuje prevádzať veternú energiu na elektrickú energiu.

Princíp jeho činnosti spočíva v tom, že vietor otáča lopatkami, uvádza do pohybu hriadeľ, pozdĺž ktorého rotácia vstupuje do generátora cez prevodovku, ktorá zvyšuje rýchlosť.

Prevádzku veternej elektrárne odhaduje KIEV - koeficient využitia veternej energie. Keď sa veterné koleso otáča rýchlo, interaguje s veľkým množstvom vetra, čo znamená, že z neho odoberá viac energie.

Rozdeľujú sa dva hlavné typy veterných generátorov:

• vetrikalnye;
• vo vodorovnej polohe.

Vertikálne orientované modely sú skonštruované tak, že os vrtule je kolmá na zem. Akýkoľvek pohyb vzdušných hmôt, bez ohľadu na smer, tak uvedie štruktúru do pohybu.

Takáto univerzálnosť je výhodou tohto typu veterných mlynov, stratia však horizontálne modely, pokiaľ ide o produktivitu a efektivitu práce

Horizontálny veterný generátor pripomína poveternostnú lopatku. Aby sa čepele mohli otáčať, musí sa štruktúra otočiť v správnom smere, v závislosti od smeru pohybu vzduchu.

Na riadenie a zaznamenávanie zmien v smere vetra sú nainštalované špeciálne zariadenia.Účinnosť tohto usporiadania skrutky je oveľa vyššia ako pri vertikálnej orientácii. Pri domácom použití je racionálnejšie používať veterné generátory tohto typu.

Ktorý tvar čepele je optimálny?

Jedným z hlavných prvkov veterného generátora je súprava lopatiek.

S týmito údajmi je spojené množstvo faktorov, ktoré ovplyvňujú účinnosť veterného mlyna:

• hmotnosti;
• veľkosť;
• tvaru;
• materiál;
• Čiastka.

Ak sa rozhodnete navrhnúť čepele pre provizórny veterný mlyn, nezabudnite vziať do úvahy všetky tieto parametre. Niektorí veria, že čím viac krídel je na generátorovej skrutke, tým viac veternej energie je možné získať. Inými slovami, tým lepšie.

To však zďaleka nie je. Každá jednotlivá časť sa pohybuje nad prekonaním odporu vzduchu. Preto veľký počet lopatiek na skrutke vyžaduje viac veternej energie na dokončenie jednej otáčky.

Okrem toho príliš veľa širokých krídel môže spôsobiť vytvorenie takzvaného „vzduchového uzáveru“ pred vrtuľou, keď prúd vzduchu neprechádza veternou turbínou, ale ohýba sa okolo nej.

Forma má veľký význam. Od toho závisí rýchlosť pohybu skrutky. Zlý tok vedie k víreniam, ktoré potláčajú veterné koleso.

Najúčinnejším je jednosmerný veterný generátor. Ale sami to budovať a vyvážiť, je veľmi ťažké. Dizajn je nespoľahlivý, aj keď s vysokou účinnosťou. Podľa skúseností mnohých používateľov a výrobcov veterných mlynov je najoptimálnejším modelom trojlistý list.

Hmotnosť čepele závisí od jej veľkosti a materiálu, z ktorého bude vyrobená. Veľkosť sa musí starostlivo zvoliť podľa vzorcov pre výpočty. Lemovanie sa najlepšie robí tak, že na jednej strane je zaoblenie a druhá strana je ostrá

Správne zvolený tvar čepele pre veterný generátor je základom jeho dobrej práce.

Pre domácu výrobu sú vhodné tieto možnosti:

• typ plachtenia;
• typ krídla.

Čepele plachetného typu sú jednoduché široké pásy, napríklad vo veternom mlyne. Tento model je najzreteľnejší a najľahší na výrobu. Jeho účinnosť je však taká nízka, že sa táto forma v moderných veterných generátoroch prakticky nepoužíva. Účinnosť v tomto prípade je asi 10 až 12%.

Oveľa efektívnejšou formou sú čepele krídlových profilov. Patria sem princípy aerodynamiky, ktoré lietajú do vzduchu obrovské lietadlá. Skrutka tohto tvaru sa ľahšie uvádza do pohybu a otáča sa rýchlejšie. Prúdenie vzduchu významne znižuje odpor, s ktorým sa veterná turbína stretáva na svojej ceste.

Správny profil by sa mal podobať krídlu letúna. Na jednej strane má čepeľ zhrubnutie a na druhej strane mierny sklon. Vzduchové hmoty prúdia okolo časti tohto tvaru veľmi hladko

Účinnosť tohto modelu dosahuje hodnotu 30 - 35%. Dobrou správou je, že krídlo môžete zostaviť vlastnými rukami pomocou minimálneho množstva nástrojov.Všetky základné výpočty a výkresy sa dajú ľahko prispôsobiť vášmu veternému mlynu a využívať bezplatnú a čistú veternú energiu bez obmedzenia.

Z čoho sú čepele vyrobené doma?

Materiály, ktoré sú vhodné na výrobu veterného generátora, sú predovšetkým plasty, ľahké kovy, drevo a moderné riešenie - sklolaminát. Hlavnou otázkou je, koľko práce a času ste ochotní minúť na výrobu veterného mlyna.

Kanalizačné rúry z PVC

Najobľúbenejším a najrozšírenejším materiálom na výrobu plastových lopatiek pre veterný generátor je obyčajná PVC kanalizácia. Pre väčšinu domácich generátorov so skrutkami do priemeru 2 m postačia rúrky 160 mm.

Medzi výhody tejto metódy patrí:

• nízka cena;
• dostupnosť v akomkoľvek regióne;
• jednoduchosť práce;
• veľké množstvo diagramov a výkresov na internete, bohaté skúsenosti s používaním.

Potrubia sú rôzne. Toto je známe nielen tým, ktorí vyrábajú domáce veterné elektrárne, ale všetkým, ktorí sa stretli s inštaláciou kanalizácie alebo vodovodného systému. Líšia sa hrúbkou, zložením, výrobcom. Potrubie je lacné, takže sa nemusíte snažiť ďalej znižovať náklady na veterný mlyn a šetriť tak potrubia z PVC.

Zlý materiál v plastových trubkách môže spôsobiť praskanie čepelí počas prvého testu a všetka práca bude zbytočná

Najprv musíte rozhodnúť o vzore. Existuje veľa možností, každá forma má svoje výhody a nevýhody. Možno má zmysel experimentovať skôr, ako vystrihne konečnú verziu.

Pretože cena rúrok je nízka a nájdete ich v každom železiarstve, je tento materiál ideálny pre prvé kroky pri modelovaní čepelí. Ak sa niečo pokazí, vždy si môžete kúpiť ďalšiu rúru a skúste to znova, peňaženka nebude takým experimentom veľmi trpieť.

Skúsení používatelia veternej energie si všimli, že na výrobu čepelí generátora vetra je lepšie použiť radšej oranžové, ako sivé rúrky. Držia svoj tvar lepšie, po formovaní krídla sa neohýbajú a slúžia dlhšie

Amatérski návrhári dávajú prednosť PVC, pretože počas testu môže byť zlomená čepeľ nahradená novou čepeľou vyrobenou za 15 minút priamo na mieste vhodným kusom. Jednoduché a rýchle, a čo je najdôležitejšie - cenovo dostupné.

Fotoinštrukcie na výrobu lopatiek veterného mlyna z polymérnych rúrok pomôžu vizuálne zvládnuť kroky a postupnosť procesu:

Všetky prípravné kroky boli ukončené, nože musia byť teraz pripevnené k časti rotujúcej po vetre:

Hliník - tenký, ľahký a drahý

Hliník je ľahký a odolný kov. Tradične sa používa na výrobu lopatiek pre veterné generátory. Ak dáte doske požadovaný tvar, aerodynamické vlastnosti skrutky budú vzhľadom na svoju nízku hmotnosť vo výške.

Hlavné zaťaženia, ktoré veterný mlyn počas rotácie spôsobuje, sú zamerané na ohýbanie a lámanie čepele. Ak plast pri takejto práci rýchlo praskne a zlyhá, môžete sa spoľahnúť na hliníkovú skrutku oveľa dlhšie.

Ak však porovnáte rúrky z hliníka a PVC, kovové dosky budú stále ťažšie. Pri vysokých rýchlostiach existuje vysoké riziko poškodenia nielen čepele, ale skrutky v bode pripojenia

Ďalšou nevýhodou hliníkových častí je zložitosť výroby. Ak má rúrka z PVC ohyb, ktorý sa použije na dodanie aerodynamických vlastností čepele, hliník sa obvykle získa vo forme listu.

Po narezaní dielca podľa vzoru, ktorý je sám o sebe oveľa komplikovanejší ako práca s plastom, bude treba výsledný obrobok ešte zvinúť a dať mu správny ohyb. Doma a bez nástroja to nebude také jednoduché.

Namiesto drahého hliníka môžete po inštalácii použiť zvyšky strešnej fólie alebo kúsky vlnitej lepenky:

Sklolaminát alebo sklolaminát - pre profesionálov

Ak sa rozhodnete pristupovať k problému vytvárania čepele vedome a ste pripravení na to vynaložiť veľa úsilia a nervov, laminát to urobí. Ak ste sa doteraz nezaoberali veternými generátormi, nie je dobrý nápad začať zoznámiť sa s modelovaním veterného mlyna zo sklených vlákien. Tento proces si napriek tomu vyžaduje skúsenosti a praktické zručnosti.

Čepeľ niekoľkých vrstiev sklenených vlákien, spojená s epoxidovým lepidlom, bude pevná, ľahká a spoľahlivá. S veľkou plochou je diel dutý a takmer beztiažový

Na výrobu laminátu sa berie - tenký a odolný materiál, ktorý sa vyrába v kotúčoch. Okrem sklenených vlákien je na fixáciu vrstiev užitočné aj epoxidové lepidlo.

Začnite vytvorením matice. Toto je obrobok, ktorý je formou pre budúcu časť.

Matrica môže byť vyrobená z dreva: trámy, dosky alebo guľatina. Objemná silueta polovice čepele je odrezaná priamo z masívu. Ďalšou možnosťou je plastová forma

Je veľmi ťažké vyrobiť si blankety sami, pred očami musíte mať hotový model čepele vyrobenej z dreva alebo iného materiálu a až potom sa z tohto modelu vyreže matica pre diel. Takéto matrice potrebujú najmenej 2. Po úspešnom vytvorení je však možné ich použiť niekoľkokrát a vybudovať tak viac ako jeden veterný mlyn.

Spodok formy je dôkladne namazaný voskom. Toto je uskutočňované tak, že hotový nôž môže byť ľahko odstránený následne. Položte vrstvu zo sklenených vlákien, potiahnite ju epoxidovým lepidlom. Proces sa niekoľkokrát opakuje, kým obrobok nedosiahne požadovanú hrúbku.

Potom lepidlo zaschne. Niektorí odporúčajú umiestniť formu do vákuového vaku a čerpať vzduch. Lepidlo tak lepšie preniká do všetkých vrstiev sklenených vlákien a nezanecháva žiadne impregnované oblasti

Keď epoxidové lepidlo zaschne, polovica časti sa opatrne odstráni z matrice. To isté urobte s druhou polovicou. Časti sú zlepené, aby vytvorili dutú volumetrickú časť. Ľahká, trvanlivá, aerodynamicky tvarovaná čepeľ zo sklenených vlákien je vrcholom dokonalosti pre milovníkov veterných fariem v domácnosti.

Jeho hlavnou nevýhodou je obtiažnosť realizácie myšlienky a veľké množstvo manželstiev, až kým sa nezíska ideálna matrica a algoritmus tvorby nie je vylepšený.

Lacný a veselý: drevená časť pre veterné koleso

Drevená čepeľ je staromódny spôsob, ktorý sa ľahko implementuje, ale pri súčasnej úrovni spotreby elektrickej energie je neúčinný. Môžete si urobiť detail z pevnej dosky z ľahkého dreva, ako je borovica. Je dôležité zvoliť dobre vysušený drevený polotovar.

Ak je strom vlhký, môže počas sušenia skrutka „viesť“ a je zdeformovaná. A hmotnosť vlhkého stromu je výrazne vyššia ako suchosť

Je potrebné zvoliť vhodný tvar, ale vezmite do úvahy skutočnosť, že drevená čepeľ nebude tenká doska, napríklad hliník alebo plast, ale trojrozmerná štruktúra. Preto, ak chcete obrobku trochu tvarovať, musíte porozumieť zásadám aerodynamiky a predstaviť si tvar čepele vo všetkých troch rozmeroch.

Konečný vzhľad stromu bude mať rovinu, najlepšie elektro. Kvôli trvanlivosti je drevo ošetrené antiseptickým ochranným lakom alebo farbou.

Hlavnou nevýhodou tejto konštrukcie je veľká hmotnosť skrutky. Aby sa tento kolos zmenšil, musí byť vietor dostatočne silný, čo je v zásade ťažké. Drevo je však prístupným materiálom. Dosky vhodné na vytvorenie skrutky veternej turbíny nájdete priamo vo vašom dvore bez toho, aby ste museli minúť desetník. A to je hlavná výhoda dreva v tomto prípade.

Účinnosť drevenej čepele má sklon k nule. Čas a úsilie, ktoré vznikajú pri vytváraní takéhoto veterného mlyna, spravidla nestojí za výsledok, vyjadrené vo wattoch. Avšak, ako vzdelávací model alebo skúšobná kópia, drevená časť je celkom miestom, kde sa má byť. A veterná lavica s drevenými čepeľami vyzerá na mieste veľkolepo.

Nasledujúci výber fotografií predstaví kroky výroby veterného mlyna s čepeľami vyrezanými z preglejky:

Pracovná časť je pripravená a odskúšaná na funkčnosť, čo znamená, že zostane iba natrieť a pripevniť k stožiaru:

Výkresy a príklady čepelí

Je veľmi ťažké urobiť správny výpočet skrutky veterného generátora bez toho, aby sme poznali hlavné parametre, ktoré sú zobrazené vo vzorci, a tiež netušíme, ako tieto parametre ovplyvňujú činnosť veternej turbíny.

Je lepšie strácať čas, ak nechcete ponoriť sa do základov aerodynamiky. Ready-made plány s prednastavenými indikátormi vám pomôžu pri výbere správnej čepele pre veternú farmu.

Výkres čepele pre dvojlistú vrtuľu. Je vyrobený z kanalizačnej rúry s priemerom 110. Priemer skrutky veternej turbíny v týchto výpočtoch je 1 m

Taký malý veterný generátor vám nebude schopný poskytnúť vysoký výkon. S najväčšou pravdepodobnosťou z tohto dizajnu nemôžete vytlačiť viac ako 50 wattov. Dvojvrstvová vrtuľa vyrobená z ľahkého a tenkého PVC potrubia však poskytne vysokú rýchlosť otáčania a zabezpečí prevádzku veterného mlyna aj pri malom vetre.

Výkres lopatky pre trojlistú vrtuľu veterného generátora z rúrky s priemerom 160 mm. Odhadovaná rýchlosť v tejto verzii je 5 s vetrom 5 m / s

Trojlistová vrtuľa tohto tvaru môže byť použitá pre výkonnejšie jednotky, približne 150 W pri 12 V. Priemer celej vrtule v tomto modeli dosahuje 1,5 m. Veterné koleso sa rýchlo a ľahko začne otáčať. V domácich elektrárňach sú najbežnejšie trojkrídlové veterné mlyny.

Výkres domácej čepele pre 5-čepeľovú vrtuľu veterného generátora. Je vyrobený z PVC rúrky s priemerom 160 mm. Odhadovaná rýchlosť - 4

Taká päťlistá vrtuľa môže pri projektovanej rýchlosti vetra 5 m / s produkovať až 225 otáčok za minútu. Ak chcete zostaviť čepeľ podľa navrhovaných výkresov, musíte preniesť súradnice každého bodu zo stĺpcov „Súradnice predného / zadného vzoru“ na povrch plastovej kanalizačnej rúrky.

Podľa tabuľky nižšie môžete vypočítať priemer veterného mlyna s 2 až 16 lopatkami. V takom prípade môžete zvoliť veľkosť s ohľadom na požadovaný výstupný výkon.

Tabuľka ukazuje, že čím viac krídiel má veterný generátor, tým menšia je jeho dĺžka, aby sa získal prúd s rovnakým výkonom

Ako ukazuje prax, údržba veterného generátora s priemerom viac ako 2 metre je pomerne náročná. Ak podľa tabuľky potrebujete väčší veterný mlyn, zvážte zvýšenie počtu lopatiek.

S pravidlami a zásadami výpočet veterného generátora Predstavuje článok, ktorý krok za krokom načrtáva proces výpočtu.

Vykonávanie vyvažovania veterných turbín

Vyváženie lopatiek veterného generátora pomôže čo najefektívnejšie fungovať. Aby ste dosiahli rovnováhu, musíte nájsť miestnosť, kde nie je žiadny vietor alebo prievan. Samozrejme, pre veterné koleso s priemerom viac ako 2 m bude ťažké nájsť takúto miestnosť.

Čepele sú zmontované do hotovej konštrukcie a namontované v pracovnej polohe. Os by mala byť umiestnená striktne horizontálne, na úrovni. Rovina, v ktorej sa bude skrutka otáčať, musí byť nastavená presne zvisle, kolmo na os a úroveň zeme.

Skrutka, ktorá sa nepohybuje, musí byť otočená o 360 / x stupňov, kde x = počet čepelí. V ideálnom prípade sa vyvážený veterný mlyn nebude líšiť o 1 stupeň, ale zostane nehybný. Ak je nôž otočený pod svoju vlastnú hmotnosť, musí byť mierne opravený, na jednej strane znížte hmotnosť a odstráňte odchýlku od osi.

Proces sa opakuje, až kým nie je skrutka v akejkoľvek polohe úplne nehybná. Je dôležité, aby počas vyvažovania nedošlo k vetru. Môže to skresliť výsledky testu.

Je tiež dôležité zabezpečiť, aby sa všetky súčasti otáčali presne v tej istej rovine.Pre kontrolu vo vzdialenosti 2 mm na oboch stranách jednej z čepelí nastavte kontrolnú dosku. Počas pohybu by sa žiadna časť skrutky nemala dotýkať platne.

Na prevádzkovanie veterného generátora s vyrobenými lopatkami bude potrebné zostaviť systém, ktorý akumuluje prijatú energiu, šetrí ju a prevádza ju na spotrebiteľa. Jednou zo súčastí systému je ovládač. Ako na to ovládač veterného mlyna, nájdete to v našom odporúčanom článku.

Závery a užitočné video na túto tému

Stavať veterný mlyn vlastnými rukami z improvizovaných materiálov je celkom možné. Ak začnete s jednoduchšími modelmi, prvý pokus bude pravdepodobne úspešný. So skúsenosťami získajte komplexnejšie nápady a získajte najefektívnejší a najvýkonnejší generátor vetra.

Video č. 1. Ako vyrobiť veterný mlyn z PVC rúr:

Video č. 2. DIY veterný generátor:

Video č. 3. Pozinkovaný oceľový veterný mlyn:

Ak chcete používať čistú a bezpečnú veternú energiu pre potreby domácnosti a nechcete míňať veľa peňazí na nákup drahého zariadenia, dobré by boli domáce čepele vyrobené z bežných materiálov. Nebojte sa experimentov a budete môcť ďalej vylepšovať existujúce modely vrtúľ veterného mlyna.

Chcete povedať, ako ste osobne vyrobili čepele pre veterný mlyn, ktorý dodáva elektrinu do krajiny? Chcete zdieľať užitočné informácie s návštevníkmi stránok alebo položiť otázku? Prosím, napíšte komentár do nižšie uvedeného bloku.